汽車鋼板彈簧懸架設計方案

1、汽車鋼板彈簧懸架設計方案12020 年 4 月 19 日文檔僅供參考汽車鋼板彈簧懸架設計(1) 、鋼板彈簧種類汽車鋼板彈簧除了起彈性元件作用之外, 還兼起導向作用 , 而多片彈簧片間磨擦還起系統(tǒng)阻尼作用。由于鋼板彈簧結構簡單, 使用維修、保養(yǎng)方便 , 長期以來鋼板彈簧在汽車上得到廣泛應用。當前汽車使用的鋼板彈簧常見的有以下幾種。通多片鋼板彈簧 , 如圖 1-a 所示 , 這種彈簧主要用在載貨汽車和大型客車上 , 彈簧彈性特性如圖 2-a 所不, 呈線性特性。荷載變形荷載變形荷載變形圖 1圖 2少片變截面鋼板彈簧 , 如圖 1-b 所不, 為減少彈簧質量 , 彈簧厚度沿長度方向制成等厚 , 其彈

2、性特性如一般多片鋼板彈簧一樣呈線性特性圖 2-a。這種彈簧主要用于輕型貨車及大、中型載貨汽車前懸架。兩級變剛度復式鋼板彈簧, 如圖 1-c 所示 , 這種彈簧主要用于12020 年 4 月 19 日文檔僅供參考大、中型載貨汽車后懸架。彈性特性如圖2-b 所示, 為兩級變剛度特性, 開始時僅主簧起作用 , 當載荷增加到某值時副簧與主簧共同起作用,彈性特性由兩條直線組成。漸變剛度鋼板彈簧 , 如圖 1-d 所示 , 這種彈簧多用于輕型載貨汽車與廂式客車后懸架。副簧放在主簧之下, 副簧隨汽車載荷變化逐漸起作用 , 彈簧特性呈非線性特性 , 如圖 2-c 所示。多片鋼板彈簧鋼板彈簧計算實質上是在已知彈

3、簧負荷情況下, 根據汽車對懸架性能 ( 頻率) 要求 , 確定彈簧剛度 , 求出彈簧長度、片寬、片厚、片數(shù)。并要求彈簧尺寸規(guī)格滿足彈簧的強度要求。3.1 鋼板彈簧設計的已知參數(shù)1) 彈簧負荷一般新車設計時 , 根據整車布置給定的空、滿載軸載質量減去估算的非簧載質量 , 得到在每副彈簧上的承載質量。一般將前、后軸, 車輪 , 制動鼓及轉向節(jié)、傳動軸、轉向縱拉桿等總成視為非簧載質量。如果鋼板彈簧布置在車橋上方 , 彈簧 3/4 的質量為非簧載質量 , 下置彈簧,1/4 彈簧質量為非簧載質量。2) 彈簧伸直長度22020 年 4 月 19 日文檔僅供參考根據不同車型要求 , 由總布置給出彈簧伸直長度

4、的控制尺寸。在布置可能的情況下 , 盡量增加彈簧長度 , 這主要是考慮以下幾個方面原因。由于彈簧剛度與彈簧長度的三次方成反比 , 因此從改進汽車平順性角度看 , 希望彈簧長度長些好。在彈簧剛度相同情況下 , 長的彈簧在車輪上下跳動時 , 彈簧兩卷耳孔距離變化相對較小 , 對前懸架來說 , 主銷后傾角變化小 , 有利于汽車行駛穩(wěn)定性。增加彈簧長度能夠降低彈簧工作應力和應力幅 , 從而提高彈簧使用壽命。增加彈簧長度能夠選用簧片厚的彈簧 , 從而減少彈簧片數(shù) , 而且簧片厚的彈簧對提高主片卷耳強度有利。3) 懸架靜撓度汽車簧載質量與其質量組成的振動系統(tǒng)固有頻率是評價汽車行駛平順性的重要參數(shù)。懸架設計

5、時根據汽車平順性要求, 應給出汽車空、滿載時前、后懸架頻率范圍。如果知道頻率, 就能夠求出懸架靜撓度值 c 。選取懸架靜撓度值時 , 希望后懸架靜撓度值c2 小于前懸架靜撓度值 c1 , 而且兩值最好接近 , 一般推薦 :c 2 (0.7 0.9) c1(3.1)為防止汽車在不平路面行駛時經常撞擊緩沖塊, 懸架設計時必須給出足夠的動撓度值d 。懸架動撓度值與汽車使用情況和靜撓度值32020 年 4 月 19 日文檔僅供參考c 有關, 一般推薦 :dc城市公用車輛2 2.53.5。4) 彈簧滿載弧高(3.2), 公路用車輛2.5 3.5 , 越野車輛由于車身高度、懸架動行程及鋼板彈簧導向特性等都

6、與汽車滿載弧高有關 , 因此彈簧滿載弧高值 0 應根據整車和懸架性能要求給出適當值 , 一般取010 30mm 。有的車輛為得到良好的操縱穩(wěn)定性, 滿載弧高取負值。3.2 鋼板彈簧剛度和應力關于鋼板彈簧剛度和應力計算 , 基于不同的假設計算方法而異。在彈簧計算中有兩種典型的而又截然相反的假設 , 即共同曲率法和集中載荷法。實際鋼板彈簧往往不完全符合這兩種假設中的任一種 , 因此有些學者提出折衷方法 , 同時兼用上述的兩種假設 , 這種計算分析方法有一定的實用性。這里僅對多年來一直采用的上述兩種假設計算方法進行討論。3.1.1 共同曲率法共同曲率法是假設鋼板彈簧在任何負荷下, 彈簧各片彼此沿整個長度無間隙接觸 , 在同一截面上各簧片具有共同的曲率半徑。如果將多片彈簧各片展開 , 將展成一個平面 , 組成一個